在心灵哲学中， “脑波仪”是一种虚构的设备，用今天的语言来说就是脑-计算机接口，它可以读取某人脑中的内容。自体脑波仪是一种应用于自身大脑的设备。您将能够看到自己大脑的运作，观察其所有神经细胞，从而观察到您自身意识思维的转瞬即逝的生物电活动。这个想法存在一种奇怪的循环性。观察自身大脑的思维产生了正在观察这个大脑的思维。这种怪异性将如何影响大脑？神经科学比许多人认为的更快地回答了这个问题。但首先，让我们了解一些背景知识。
癫痫发作——过度同步、自我维持的神经放电，有时会吞噬整个大脑——是一种常见的神经系统疾病。这些反复发作和阵发性的大脑痉挛通过药物来控制，这些药物可以抑制潜在回路中的兴奋并增强抑制。然而，药物并非总是有效。当怀疑局部异常，例如疤痕组织或发育错乱，触发癫痫发作时，神经外科医生可能会切除病变组织。
为了最大限度地减少副作用，至关重要的是要查明癫痫发作的起源位置；神经心理学测试、脑部扫描和脑电图有助于确定这一点。但是，如果从外部观察不到结构性病变，医生就会开始进行侵入性手术。神经外科医生通过在颅骨上钻的小孔，将十几个左右的电极插入大脑的软组织中，并将它们留在原位大约一周。在此期间，患者在医院病房生活和睡觉，并持续监测来自导线的信号。当癫痫发作时，医生会三角定位异常电活动的起源。随后破坏或切除病变组织块可以减少癫痫发作的次数——有时甚至完全消除。
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加州大学洛杉矶分校大卫格芬医学院的神经外科医生兼神经科学家伊扎克·弗里德是世界顶级的这一高难度专业的专家之一，这需要高超的技术技巧。弗里德和他的同事完善了一种癫痫监测的变体，其中电极是空心的。这种改变使他们能够将微小的导线直接插入灰质中。使用适当的电子设备和精密的信号检测算法，这些微型电极从数十亿细胞的持续背景噪音中，拾取仅仅 10 到 50 个神经元的微弱喋喋不休的声音。
从感觉通向记忆
在弗里德的监督下，来自我实验室的一个小组——罗德里戈·奎安·奎罗加、加布里埃尔·克雷曼和莱拉·雷迪——在内侧颞叶的丛林中发现了一组非凡的神经元，这里是许多癫痫发作的源头。这个区域位于大脑深处，包括海马体，它将视觉和其他感觉感知转化为记忆。
我们争取了几位癫痫患者的帮助。当他们等待癫痫发作时，我们向他们展示了大约 100 张熟悉的人物、动物、地标建筑和物体的照片。我们希望其中一张或多张照片会促使一些受监测的神经元发出爆发式动作电位。大多数时候，搜索都一无所获，尽管有时我们会遇到对物体类别（例如动物、户外场景或一般面孔）有反应的神经元。但少数神经元更具辨别力。一个海马神经元仅对女演员詹妮弗·安妮斯顿的照片有反应，而对其他金发女郎或女演员的照片没有反应；此外，该细胞对七张非常不同的詹妮弗·安妮斯顿的照片都有反应。我们发现了对特蕾莎修女、可爱的小动物和勾股定理a2 + b2 = c2的图像有反应的细胞。
这些细胞及其同类细胞——因为对于任何一个概念，内侧颞叶中可能都有数千个这样的细胞——编码一个概念，例如詹妮弗·安妮斯顿，无论患者是看到还是听到她的名字，还是看她的照片。将它们视为詹妮弗·安妮斯顿的柏拉图式理想的细胞基质。无论这位女演员是坐着还是跑步，无论她的头发是盘起来还是散开，只要患者认出詹妮弗·安妮斯顿，这些神经元就会活跃起来。
没有人天生就拥有对詹妮弗·安妮斯顿具有选择性的细胞。就像雕塑家耐心地从大理石块中释放出米洛的维纳斯或圣母怜子像一样，大脑的学习算法雕刻了概念神经元嵌入其中的突触场。每次您遇到特定的人或物体时，都会在更高阶的皮质区域中生成类似的神经元放电模式。内侧颞叶中的网络会识别出这种重复模式，并将特定的神经元分配给它们。您拥有编码家庭成员、宠物、朋友、同事、您在电视上看到的政治家、您的笔记本电脑、您喜欢的绘画的概念神经元。
相反，您没有很少遇到的事物的概念细胞，例如刚刚递给您一杯脱脂印度茶拿铁咖啡的咖啡师。如果您与她成为朋友，稍后在酒吧遇到她，并让她进入您的生活，内侧颞叶中的网络将识别出相同的放电模式反复出现，并将概念细胞连接起来以代表她。
概念细胞令人信服地证明，意识体验的特异性在细胞水平上具有直接的对应物。假设您正在回忆玛丽莲·梦露站在地铁格栅上的标志性场景，试图阻止风吹起她的裙子。这种意识感知将由数百或数千个神经元的联合引起，而不是像通常假设的那样由数十亿个神经元引起。
使概念可见
最近，来自我的实验室的莫兰·瑟夫和其他人，与弗里德一起，将几个概念细胞连接到一个外部显示器，以可视化患者的想法。这个想法看似简单，但实施起来却非常困难。瑟夫是一位计算机安全专家和电影制作人，后来成为加州理工学院的研究生，他花费了三年时间才完成这一壮举。让我带您了解一个例子。瑟夫记录了一个神经元的活动，该神经元对演员乔什·布洛林（患者从她最喜欢的电影《七宝奇谋》中认识他）的图像有反应，以及另一个神经元的活动，该神经元对我刚才提到的玛丽莲·梦露场景有反应。患者看着一个显示器，其中叠加了这两张图像，这两个细胞的活动控制着她在混合图像中看到布洛林或梦露的程度。
每当患者将思想集中在布洛林身上时，相关的神经元就会更强烈地放电。瑟夫安排了反馈，使得这个细胞相对于另一个细胞放电越多，布洛林就越可见，梦露的图像就越淡出，反之亦然。屏幕上的图像不断变化，直到只剩下布洛林或只剩下梦露可见，试验才结束。患者很喜欢它，因为她觉得她完全是用自己的思想控制着电影。当她专注于梦露时，相关的神经元增加了它们的放电率，竞争概念布洛林的细胞抑制了它们的活动，而绝大多数神经元仍然不受影响。
这似乎像是两个人参与了这个实验，就像 1999 年的电影《成为约翰·马尔科维奇》中，木偶师克雷格占据了演员约翰·马尔科维奇的头部一样。一个是患者的思维，指示她的大脑思考梦露。另一个是按照思维的愿望行事的人——即内侧颞叶中的神经细胞，它们相应地向上和向下调节它们的活动。但两者都是同一个大脑的一部分。那么谁控制谁？谁是木偶师，谁是木偶？
心灵-身体联系的所有怪异之处都显而易见。患者每次梦露神经元放电时都不会感到瘙痒；她不会想，“抑制，抑制，抑制”，以将布洛林从屏幕上驱逐出去。她完全不知道自己的大脑内部发生了什么。然而，对梦露的想法转化为特定的神经元活动模式。她现象思维中的事件在她物质大脑中找到了它们的平行对应物。心灵震动与大脑震动同时发生。